Estudi de cas: Un motlle de preformes d'aigua de 48 cavitats que funciona amb un cicle de 13 segons a Malàisia

El resultat en una línia

Un client malaisià fabrica preformes per a ampolles d'aigua de 500–600 ml en un motlle de 48 cavitats amb un cicle de 13 segons  —13.292 preformes per hora , aproximadament 319.000 al dia i aproximadament 106 milions a l’any en un horari de dos torns més. La màquina és una eficient  HPET2300-320S7 de la nostra sèrie de preformes Efficient (estalvi d’energia amb servo), que funciona amb un motlle de preformes compatible.

Això no és una especificació de la màquina. És una xifra que una planta d’injecció ha de mantenir cada hora de cada torn, i la part interessant no és la màquina, sinó tot el que l’envolta i que fa possible repetir els 13 segons.

El que realment significa 13 segons

El temps de cicle és fàcil de citar però difícil de mantenir; per tant, val la pena traduir-lo en els tres nombres que un responsable de planta gestiona efectivament.

Producció. Amb un temps de cicle de 13 segons, la màquina completa 276,9 cicles per hora. En 48 cavitats, això representa 13.292 preformes per hora  — i com que la taxa per cavitat es determina exclusivament pel temps de cicle (276,9 per cavitat i hora), l’única manera d’augmentar aquest nombre és afegir més cavitats o reduir el temps de cicle, no fer servir una màquina més gran.

Pes de la injecció. 48 cavitats × 8–11 g donen un pes per injecció de 384–528 g . Aquest és el nombre que l’unitat d’injecció ha de subministrar, de forma neta i completa, cada 13 segons.

Flux de material. 13.292 preformes per hora a 8–11 g equival a 106–146 kg/h de PET, o aproximadament 2,6–3,5 tones al dia i 850–1.170 tones a l’any a 8.000 hores de funcionament.

Aquests tres números són el motiu per què un treball de 48 cavitats és un projecte de sistema, i no una simple adquisició de màquina.

El que cal per mantenir 13 segons

La secadora ha d’estar dimensionada segons la capacitat de producció, i no segons la màquina. Amb un cabal de 106–146 kg/h i els requisits habituals de secatge de PET (160–180 °C durant 4–6 hores per aconseguir una humitat inferior al 0,005 %), la tolva de secatge ha de contenir aproximadament 0,4–0,9 tones de material per garantir el temps de residència complet de la resina. Una secadora massa petita es manifesta primer com a opacitat i fragilitat, i després com a cicle que cal ralentir per compensar-ne l’efecte.

El refredament del motlle determina el cicle. Els motlles per a preformes solen funcionar a 10–20 °C per evitar la cristal·lització prematura, i el refredament representa la part dominant dels 13 segons. Dues coses determinen si el cicle és real o només aspiracional: si els canals de refredament extreuen la calor de forma uniforme en les 48 cavitats, i si les cavitats més ràpides i més lentes són prou properes perquè el motlle no funcioni al ritme de la seva pitjor cavitat. Amb una eina de 48 cavitats, la variació entre cavitats mereix més atenció que qualsevol ajust de la màquina.

L’unitat d’injecció ha de mantenir el ritme, no només omplir. Per mantenir un cicle de 13 segons, el cilindre ha de plàsticitzar com a mínim 30–41 g/s  — el pes de la injecció dividit pel temps del cicle. Si es subdimensiona aquest valor, el motlle deixa de ser rellevant; el cilindre imposa el ritme.

L’extracció es fa dins del cicle. Expulsar i alliberar 48 preformes ha de fer-se dins d’aquests 13 segons sense marcar la part superior del coll. La cursa de l’expulsor i el moment de l’extracció no són accessoris del cicle; formen part integrant d’aquest.

L’estabilitat és el resultat final. Un cop trobat el cicle, aquest ha de mantenir-se. Això vol dir vigilar el pes de la preforma, les dimensions del coll i de la boca d’entrada, la distribució de la paret i la turbidesa com a controls de producció en curs — no com una verificació puntual d’una mostra el dia de la posada en marxa.

Per què al client li importen 13 segons

Per a una botella d’aigua, el pes de la preforma és el factor únic més important per reduir el cost per botella, i un cicle ràpid i estable és el que permet aplicar amb seguretat la reducció de pes. Un cicle de 13 segons a 48 cavitats és una promesa de producció: determina quants milers de botelles pot subministrar l’instal·lació, quanta resina compra anualment i quanta energia consumeix per mil preformes.

Arribar-hi és la meitat fàcil. El motiu pel qual aquest projecte funciona és que el cicle es pot repetir de forma fiable a les 48 cavitats, torn rere torn, amb un pes de preforma que la línia de soplament accepta sense objeccions.

Com eficient gestiona un projecte com aquest

La màquina i el motlle per a preformes estan dissenyats i provats com un conjunt coordinat abans de l’embarcament, de manera que el client no passi la primera setmana resolent problemes entre dos proveïdors. La posada en marxa, la formació dels operaris i l’optimització del procés les gestiona el nostre equip d’enginyeria, amb suport remot i in situ posterior —incloent-hi mitjançant la nostra xarxa de serveis regional, cosa que és fonamental quan una planta funciona en tres torns i no pot esperar perquè coincideixi un fús horari.

Si esteu planejant una feina de preformes d’aigua amb molts cavitats, envieu-nos tres dades: el pes de la preforma, el nombre de cavitats i la producció objectiu. Us indicarem quina màquina necessita realment la feina.

Notes sobre les xifres

Donades pel projecte: 48 cavitats, cicle de 13 s, model de màquina, producte (preforma d’aigua de 500–600 ml, 8–11 g), país.

Deduides en aquest article (indicades perquè pugueu comprovar els càlculs):

• Cicles per hora = 3.600 ÷ 13 s = 276,9

• Producció = 276,9 × 48 = 13.292 peces/h; × 24 h ≈ 319.000 peces/dia

• La producció anual suposa

8.000 hores de funcionament anuals

(una base habitual de planificació, no una xifra de disponibilitat mesurada)

• Pes de la peça = 48 × 8–11 g = 384–528 g

• Cabdal de material = 13.292 peces/h × 8–11 g = 106–146 kg/h

• Capacitat de plastificació = pes de la peça ÷ temps de cicle = 30–41 g/s

• Mida de la tolva de secatge = cabdal de material × temps de residència de 4–6 h = 0,4–0,9 t

Els requisits dels processos auxiliars (condicions de secatge, temperatura del motlle de preformes, equilibri de les cavitats, controls d’acceptació de les preformes) segueixen les orientacions publicades per al processament de PET — vegeu les fonts següents.

Fontes

• Alpine Mold,

Guia de moldatge per injecció de PET: una guia completa per a enginyers i fabricants

, publicat el 2025-08-01 — condicions de secatge del PET (160–180 °C, 4–6 h, humitat <0,005 %), temperatura del motlle de preformes (10–20 °C), requisits de màquina i d’eina.

• Cavity Mold,

Motlles per a preformes PET: fonaments de disseny i procés

, actualitzat el 2025-09-01 — equilibri de cavitats, refrigeració, variació entre cavitats i criteris d’aprovació de preformes.

• eficient informació sobre les sèries de màquines d'injecció de preformes (sèrie eficient / servo amb estalvi energètic) i abast estàndard del suport de projectes.